Utredning av köldbärarsystem med avseende på effektivitet och kapacitet

Sammanfattning: Massa- och pappersindustrin utgör en stor andel av energianvändningen i den svenska industriella sektorn. Den energiintensiva industrin innebär en stor möjlighet till besparingar genom energieffektiviserande åtgärder. Denna rapport utreder ett köldbärarsystem som förser eltekniska driftrum med kyla samt avfuktar luften på pappersbruket Smurfit Kappa Piteå. På pappersbruket upplever man i dagsläget att deras köldbärarsystem fungerar ineffektivt och får som följd inte ut den projekterade kyleffekten. Syftet med denna utredning är att öka effektiviteten och kapaciteten på köldbärarsystemet. Målet var att ta fram åtgärdsförslag som bidrar till att uppfylla utredningens syfte. Genomförandet av utredningen har behandlats i tre del- system: Distribution av kyla, produktion av kyla samt användning av kyla. Det huvudsakliga tillvägagångssättet har varit analys av loggade data från styr- regler- och övervakningssystemet Larmia. Utöver detta har också driftprov utförts på kylmaskinerna. I undersökningen av distributionssystemet visade det sig att återströmning erhålls i köldbä- rarsystemet, vilket gör att redan kyld köldbärare leds in i kylmaskinen KC2. Detta leder till minskad effektivitet. Problemet med återströmning kan minimeras genom att komplettera det befintliga styrsystemet med en stoppsignal som stänger kylmaskiner vid ett lågt kylbehov. Undersökningen av kylmaskinerna visade att KC3 och KC4 fungerar suboptimalt. Vid drift av KC3 varierar utgående köldbärartemperatur kraftigt, vilket medför att den löser ut på frysskydd vid låga börvärden. På grund av detta är börvärdet i dagsläget ställt högre än vad som är önskvärt. För att kunna sänka börvärdet och därmed öka KC3’s kapacitet föreslås en flödesökning, så variationerna dämpas genom värmeväxling till en större värmekapacitet. Denna åtgärd kräver att KC3’s cirkulationspump byts. Driftprovet på KC4 visade att expan- sionsventilen i en av köldmediekretsarna hela tiden är fullt öppen. Detta är en indikation på att ett otillräckligt flöde erhålls i förångaren, då expansionsventilens uppgift är att reglera flödet för att hålla konstant överhettning. Det otillräckliga flödet är orsakat av ett för lågt kondensortryck. Detta leder till att förångaren inte nyttjas fullt. Orsaken till detta är en dålig vattensparventil, som reglerar kylmedelflödet till kondensorn. Lösningen på detta är att byta ut ventilen mot en reglerventil, som styrs mot önskat börvärde på kondensortrycket. Utöver detta bubblar det i synglaset i köldmediekrets 2 och rörtemperaturen ut från economisern och kondensorn är höga, vilket tyder på att något är fel. Detta kan bero på bland annat låg köldmediefyllnad, fel på economisern eller på kondensorn. Som åtgärd på detta föreslås att kylmaskinleverantören kontaktas för felsökning. Undersökningen av kylanvändarna visade att totalt 39 styrventiler var fullt öppna under he- la sommaren 2016, där 20 av dem styr avfuktningen i eltekniska driftrum. Orsaken till fullt öppna styrventiler till avfuktarna är att det inställda börvärdena på temperatur och relativ fuktighet är för låga. Detta gör att tillräcklig avfuktning är omöjlig vid rådande köldbärartem- peratur. Problemet kan lösas genom att höja börvärdena eller sänka köldbärartemperaturen. Resterande 19 styrventiler är till luftkylare. Anledningen till de fullt öppna styrventilerna kan bero på att köldbärarflödet är för lågt, luftflödet är för lågt eller att mer elektrisk utrustning installerats i driftrummen. Som en första åtgärd föreslås en justering av köldbärarflödet med injusteringsventilerna för att se till att rätt flöde erhålls i köldbärarsystemet.